DDS信号源设计：基于单片机的DDS正弦波信号发生器

DDS信号源的设计 一、设计任务与要求 在电子技术课程设计中，DDS信号源的设计是一个重要的组成部分。本设计的任务是设计一个简单的DDS正弦波信号发生器，有频率增（UP）和频率减（DOWN）两个键，输出信号的频率范围为100Hz~1500Hz，步进为100Hz。同时，要求输出信号无明显失真。 二、设计方案论证 在设计DDS信号源时，有两种可选方案：直接模拟合成法和基于单片机完成设计。直接模拟合成法利用倍频、分频、混频滤波从单一或几个参数频率中产生多个所需的频率。该方法频率转换时间快，但体积大、功耗大。基于单片机完成设计利用单片机的编程输出，再配以相应的外设电路即可实现理想波形的输出。经过比较，选择基于单片机完成设计的方案。 三、DDS的基本原理 DDS的原理框图如图3-1所示。图中相位累加器可在每一个时钟周期来临时将频率控制字（TUNING WORD）所决定的相位增量M累加一次，如果记数大于，则自动溢出，而只保留后面的N位数字于累加器中。正弦查询表ROM用于实现从相位累加器输出的相位值到对应的正弦波值的转换。 四、各单元电路及其工作原理 DDS信号源的设计中，各单元电路及其工作原理如下： * 频率控制字产生电路：用于产生频率控制字，控制DDS信号源的频率。 * 相位累加及锁存电路：用于累加相位值和锁存当前的相位值。 * 正弦函数表：用于将相位值转换为对应的正弦波值。 * D/A转换电路：用于将数字信号转换为模拟信号。 * 低通滤波电路：用于滤除高频信号，输出模拟信号。 * 555脉冲产生电路：用于产生脉冲信号，用于 DDS信号源的时钟信号。 * 消抖电路：用于消除输出信号中的抖动。 * 电源滤波电路：用于滤除电源噪声，确保DDS信号源的稳定工作。 五、测试与调试 在DDS信号源的设计中，测试与调试是一个非常重要的步骤。通过测试与调试，可以检测DDS信号源的性能，确保其满足设计要求。 六、存在的问题及改进意见 在DDS信号源的设计中，存在一些问题，如单片机的端口资源有限、时钟频率的限制等。为了改进DDS信号源的设计，可以采用更多的技术，如使用FPGA或DSP等数字信号处理器，或者采用其他的设计方案。 七、总结与体会 DDS信号源的设计是一个复杂的电子技术课程设计，需要学生具备扎实的数模电知识和实际动手能力。通过本设计，学生可以掌握DDS信号源的基本原理和设计方法，并提高自己的技术能力和实际动手能力。